工程测量的基本知识培训（PPT）

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,.,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,.,*,测量员培训,工程测量的基本知识,20.09.2024,.,2,工程测量的基本内容,一,20.09.2024,.,3,1,、工程测量的任务与作用,两大任务：,设计测量,测定,（测绘）,地面 图纸,施工测量,测设,（放样）,图纸 地面,20.09.2024,.,4,1,、工程测量的任务与作用,20.09.2024,.,5,1,、工程测量的任务与作用,20.09.2024,.,6,施工准备阶段,建立施工控制网,在施工场地建立平面控制网和高程控制网，作为建（构）筑物定位及细部测设的依据。,施工阶段,建（构）筑物定位和细部放样测量,把建（构）筑物外轮廓各轴线的交点，其平面位置和高程在实地标定出来，然后根据这些点进行细部放样。,工程竣工阶段,竣工测量,通过实地测量检查施工质量并进行验收，同时根据检测验收的记录整理竣工资料和编绘竣工图。,变形观测,对设计与施工指定的工程部位，按拟定的周期进行沉降、位移与倾斜等变形观测，作为验证工程设计与施工质量的依据。,2,、工程施工测量的任务与作用,20.09.2024,.,7,地面点位的确定,二,20.09.2024,.,8,测量工作的实质,确定地面点的空间位置,1,、测量工作的实质与确定地面点位的基本要素,确定地面点的空间位置，在测量中一般用：,该点在,基准面,上投影位置,（,x,y,）,该点离,基准面,的高度,（,H,）,20.09.2024,.,9,确定地面点位的基本要素,水平角,角度测量,水平距离,距离测量,高差,水准测量,1,、测量工作的实质与确定地面点位的基本要素,三大基本测量工作,20.09.2024,.,10,水准面：,设想有一个自由平静的海水面，向陆地延伸而形成一个封闭的曲面，我们把自由平静的海水面称为,水准面,。,2,、测量的基准面,20.09.2024,.,11,大地水准面,：,水准面有无数个，其中通过平均海水面的一个水准面称为,大地水准面,。它作为统一高程的起算面。,2,、测量的基准面,20.09.2024,.,12,水准面上任意一点的铅垂线都垂直于该点的曲面。,铅垂线,铅垂线,铅垂线,水准面,2,、测量的基准面,大地水准面,和,铅垂线,是测量工作的,基准面,和,基准线,。,20.09.2024,.,13,我国的“,1985,国家高程基准”,我国新的国家高程基准面是以青岛验潮站,1952,1979,年,19,年间的验潮资料计算确定的黄海平均海水面作为全国高程的统一起算面。,在“,1985,国家高程基准”系统中，我国水准原点（青岛观象山）的高程为,72.260m,。,20.09.2024,.,14,绝对高程,(H),地面点到,假定水准面,的铅垂距离。,地面点到,大地水准面,的铅垂距离。,相对高程,(H,),地面两点的高程之差。,h,AB,=H,B,-H,A,=H,B,-H,A,高差,(h),3,、地面点的高程,20.09.2024,.,15,绝对高程,(,海拔,),相对高程,(,假定高程,),高差,绝对高程,(,海拔,),：,地面点到大地水准面的铅垂距离。,用H表示。,高差：,两个地面点的高程之差。用,h,加两点名作下标表示。,相对高程：,地面点到假定水准面的铅垂距离。,用H,表示。,.,16,测量直角坐标系,以南北方向（纵轴）为,X,轴,，以北为正；,以东西方向（横轴）为,Y,轴,，以东为正。,X,北,Y,东,坐标纵轴,象限按顺时针排序,4,、测量平面直角坐标系,O,20.09.2024,.,17,4,、测量平面直角坐标系,X,北,Y,东,O,A,X,A,Y,A,（,X,A,，,Y,A,）,20.09.2024,.,18,直线定向：,确定一条直线与,标准方向,间的水平夹角。,什么作为标准方向？,工程上以,坐标纵轴,方向为标准方向，,用,坐标方位角,表示直线的方向。,5,、直线方向的表示方法,.,19,X,Y,A,B,AB,如图：直线,AB,的坐标方位角写为,AB,从直线,起点,的,坐标纵轴北端,起，,顺时针,转到该直线的夹角。用,表示，下标写点号。,坐标方位角的表示方法,20.09.2024,.,20,BA,正、反坐标方位角,X,Y,AB,BA,为直线,AB,的反坐标方位角,按直线,AB,的前进方向，,规定,AB,为直线,AB,的正坐标方位角,B,A,20.09.2024,.,21,式中：,当,正,180,时，,取,“,”,正,180,时，取,“,”,正、反方位角计算公式：,BA,=,AB,+180,反,=,正,180,BA,X,Y,AB,B,A,20.09.2024,.,22,X,Y,1,2,12,21,例,1,12,=78,20,24,21,=,解,：,21,=,782024 ,180,=2582024,例,34,=326,12,30,求,:,43,=,解：,43,= 326,12,30,180,=146,12,30,20.09.2024,.,23,已知：,1,、,2,两点边长,D,12,；导线边,12,的坐标方位角,12,；,1,点的坐标（,x,1,y,1,）,计算：,2,点的坐标,D,12,12,1,2,X,y,0,x,1,y,1,6,、坐标正算,20.09.2024,.,24,X,12,X,12,=D,12,cos,12,Y,12,=D,12,sin,12,（,1,）计算坐标增量,D,12,12,1,2,X,y,0,x,1,y,1,y,12,6,、坐标正算,20.09.2024,.,25,（,2,）计算待求点坐标,X,12,D,12,12,1,2,X,y,0,x,1,y,1,y,12,X,2,=X,1,+,X,12,=X,1,+D,12,cos,12,y,2,=,y,1,+,Y,12,=,y,1,+D,12,sin,12,6,、坐标正算,20.09.2024,.,26,已知：,A,、,B,两点坐标,(X,A,Y,A,),(X,B,Y,B,),计算：距离,D,AB,；,方位角,AB,D,AB,AB,A,B,X,y,0,（,x,A,y,A,）,（,x,B,y,B,）,7,、坐标反算,20.09.2024,.,27,（,1,）根据坐标反算距离（两点间距离公式）：,D,AB,A,B,X,y,0,（,x,A,y,A,）,（,x,B,y,B,）,例题：,A,点坐标为（,13.147,，,17.287,）；,B,点坐标为（,24.362,，,19.138,）；,求：,D,AB,=11.367m,7,、坐标反算,20.09.2024,.,28,坐标增量：,x,AB,=x,B,-x,A,y,AB,=y,B,-y,A,（,2,）根据坐标反算,方位角,AB,1,、,x,AB,0,，,y,AB,0,AB,在第,1,象限，,0,AB,90,2,、,x,AB,0,AB,在第,2,象限，,90,AB,180,3,、,x,AB,0,，,y,AB,0,AB,在第,3,象限，,180,AB,0,，,y,AB,0,AB,在第,4,象限，,270,AB,0,，,y,AB,0,2,、,x,AB,0,3,、,x,AB,0,，,y,AB,0,，,y,AB, 0,x,AB,= X,B,-X,A, 0,思考：判断所在象限，套用正确公式,象限,20.09.2024,.,31,（,2,）,A,点坐标为（,13.147,，,17.287,）；,B,点坐标为（,8.258,，,26.649,）； 计算：,AB,AB,在第,2,象限，套用第,2,象限的公式,y,AB,= Y,B,-Y,A, 0,x,AB,= X,B,-X,A, 0,思考：判断所在象限，套用正确公式,=117,3428,象限,20.09.2024,.,32,（,3,）,A,点坐标为（,34.131,，,18.245,）；,B,点坐标为（,14.225,，,9.691,）； 计算：,AB,AB,在第,3,象限，套用第,3,象限的公式,y,AB,= Y,B,-Y,A, 0,x,AB,= X,B,-X,A, 0,思考：判断所在象限，套用正确公式,=203,1515,象限,20.09.2024,.,33,（,4,）,A,点坐标为（,35.257,，,38.548,）；,B,点坐标为（,58.319,，,20.131,）； 计算：,AB,AB,在第,4,象限，套用第,4,象限的公式,y,AB,= Y,B,-Y,A, 0,思考：判断所在象限，套用正确公式,=321,2323,象限,20.09.2024,.,34,1,、,shift tan,tan,-1(,2,、按,3,、输入数据，括号要补全,4,、最终结果转化成,20.09.2024,.,35,地球的形状、大小和坐标系,三,20.09.2024,.,36,N,S,E,W,O,a,b,a,决定地球椭球体形状和大小的参数为椭圆的长半径,a,，短半径,b,及扁率,。,1,、地球的形状和大小,20.09.2024,.,37,我国目前采用的地球椭球体的参数值为：,由于地球椭球体的扁率,很小，当测量的区域不大时，可将地球看作半径为,6371km,的圆球。,1,、地球的形状和大小,20.09.2024,.,38,与水准面相切的平面，称为,水平面,。,20.09.2024,.,39,2,、用水平面代替水准面的限度,在半径为,10km,的范围内（相当于面积,320km,2,），用水平面代替水准面可不考虑地球曲率对距离的影响。,当精度要求较低时，还可以将测量范围的半径扩大到,25km,。,在面积,100km,2,的范围内，不论是进行水平距离或水平角度的测量都可以不考虑地球曲率的影响，而直接以水平面代替水准面。,20.09.2024,.,40,表示地面点在地球椭球面上的位置，用大地经度,L,和大地纬度,B,表示。,基准面：参考椭球面,基准线：法线,3,、大地坐标系,20.09.2024,.,41,4,、高斯平面直角坐标系,（,1,）高斯投影,高斯投影：横切椭圆柱正形投影。又称为高斯,克吕格投影。,目的：,将球面坐标转换为平面坐标,。,20.09.2024,.,42,方法：使投影带的中央子午线与椭圆柱体相切，展开后为,X,轴，向北为正； 赤道展开后为,Y,轴，向东为正。,4,、高斯平面直角坐标系,O,S,N,赤道面,中央子午线,M,20.09.2024,.,43,投影,剪开,展,平,4,、高斯平面直角坐标系,坐标原点：中央子午线和赤道的交点,x,坐标：中央子午线的投影向北为正。,y,坐标：赤道的投影，向东为正。,20.09.2024,.,44,中央子午线和赤道投影后成相互垂直的直线。,中央子午线长度不变，离中央子午线越远变形越大。,为保证投影精度，必须采用分带投影。,4,、高斯平面直角坐标系,20.09.2024,.,45,6,带的划分,为限制高斯投影离中央子午线愈远，长度变形愈大的缺点，从经度,0,开始，将整个地球分成,60,个带，,6,为一带。,计算公式：,L,0,=6n-3,L,0,中央子午线经度, n,投影带号。,4,、高斯平面直角坐标系,3,带的划分,计算公式：,L,0,=3n,L,0,中央子午线经度, n,投影带号。,（,2,）高斯投影带,20.09.2024,.,46,6,度投影带：中央子午线经度为,3,度投影带：中央子午线经度为,20.09.2024,.,47,我国位于北半球,(,赤道以北,),，,x,坐标值均为正值，而,y,坐标值则有正有负。,为了避免,y,坐标值出现负值，我国规定将,将自然值的横坐标,Y,加上,500km,的常数。,为了能正确区分某点所处投影带的位置，规定在横坐标值前面标以两位数的投影带带号。,4,、高斯平面直角坐标系,（,3,）我国高斯平面直角坐标的表示方法,20.09.2024,.,48,例：国家高斯平面点,P,（,2433586.693,，,38514366.157,）所表示的意义,:,(1),表示点,P,在高斯平面上至赤道的距离,;,X=2433586.693m,(2),其投影带的带号为,38,、,P,点离,38,带的纵轴,X,轴的实际坐标,Y=514366.157-500000= 14366.157m,y=,带号,N(,或,n)+500km+Yp,38 +500 + 14366.157m,20.09.2024,.,49,独立坐标系是相对于国家统一坐标系的一种局部地区的坐标系。,独立平面直角坐标系建立没有高斯平面直角坐标系那样严格的规则，主要表现在,:,坐标系,X,轴所在的中央子午线的经度可按不同要求采用其他的经度，具有一定的,随意性,；,坐标轴,X,轴的正方向不一定指向北极，可根据工作需要自行确定，具有某种,实用性,；,坐标系原点不一定设在赤道上，一般设在有利于工作的范围内，具有相应的,区域性,。,5,、独立平面直角坐标系,20.09.2024,.,50,测量误差的基本概念,四,20.09.2024,.,51,（,1,）测量误差的定义,真值：客观存在的值“,X”,（通常不知道）,真误差：真值与观测值之差，即：真误差,=,真值,-,观测值,（,2,）测量误差的反映,测量误差是通过,“多余观测”,产生的差异反映出来的,（,3,）测量误差的来源,测量仪器,：,仪器精度的局限、轴系残余误差等。,观测者,：判断力和分辨率的限制、经验等。,外界环境条件,：温度变化、风、大气折光等。,1,、测量中产生误差的原因,20.09.2024,.,52,测量误差按其对测量结果影响的性质，可分为：,系统误差,和,偶然误差,。,（,1,）系统误差,定义：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如,误差出现符号和大小均相同或按一定的规律变化,，这种误差称为系统误差。,特点：具有积累性，对测量结果的影响大，但可通过一般的改正或用一定的观测方法加以消除。,例如：钢尺尺长误差、钢尺温度误差、水准仪视准轴误差、经纬仪视准轴误差。,2,、测量误差的分类,20.09.2024,.,53,（,2,）偶然误差 （随机误差）,定义：在相同观测条件下，对某量进行一系列观测，如,误差出现符号和大小均不一定,，这种误差称为偶然误差。但具有一定的统计规律。,特征：具有一定的限度；绝对值小的误差出现的概率大；,绝对值相等的正、负误差出现的机会相同；随机误差的算术平均值趋近于零。,2,、测量误差的分类,此外，在测量工作中还要注意避免粗差（即：错误）的出现。,20.09.2024,.,54,4,、衡量测量精度的标准,中误差,：,真误差,：,m,值小表示观测精度较好；,m,值大则表示精度低。,（,n,观测值个数）,20.09.2024,.,55,4,、衡量测量精度的标准,测量中，一般取,两倍中误差,(2m),作为容许误差，也称为,限差,：,|,容,|=3|m|,或,|,容,|=2|m|,中误差绝对值与观测量之比。用分子为,1,的分数表示。,容许误差,：,相对误差,：,分数值较小相对精度较高；分数值较大相对精度较低。,20.09.2024,.,56,观测中的误差不可避免，因此必须按规程作业，使观测成果精度合格；,作业中要采取严格的校核措施，在最后成果中发现并剔除错误；,作业前严格审核其实依据的正确性，在作业中要坚持测量、计算工作步步有校核的工作方法。,5,、正确对待测量放线中的误差与错误,在测量放线工作中，必须首先取得正确的起始依据，然后再坚持测量放线中测算步步有校核的作业方法，才可能保证最终成果是正确的。,